第一章物質(zhì)的聚集狀態(tài)

第一章物質(zhì)的聚集狀態(tài)1.1理想氣體狀態(tài)方程氣體的最基本特征：具有可壓縮性和擴(kuò)散性人們將符合理想氣體狀態(tài)方程的氣體稱為理想氣體理想氣體分子之間沒(méi)有相互吸引和排斥，分子本身的體積相對(duì)于氣體所占體積完全可以忽略。1.1.1狀態(tài)方程式與摩爾氣體常數(shù)R:摩爾氣體常數(shù)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，p=101325Pa,T=273.15Kn=1mol,V=22.414dm3=22.414×10－3m3理想氣體狀態(tài)方程式：1.1.2理想氣體狀態(tài)方程式的應(yīng)用1.計(jì)算p、V、T、n四個(gè)物理量之一也適用于溫度不太低，壓力不太高的真實(shí)氣體2.氣體摩爾質(zhì)量的計(jì)算∵∴3.氣體密度的計(jì)算∵∴例題：計(jì)算摩爾質(zhì)量惰性氣體氙能和氟形成多種氟化物XeFx。實(shí)驗(yàn)測(cè)定在80oC，15.6kPa

時(shí)，某氣態(tài)氟化氙試樣的密度為0.899（g·dm-3)，試確定這種氟化氙的分子式。解：

求出摩爾質(zhì)量，即可確定分子式。

設(shè):氟化氙摩爾質(zhì)量為M，密度為r（g·dm-3)，質(zhì)量為m(g)，

R應(yīng)選用8.314（kPa·dm3·mol-1·K-1）?！?/p>

PV=nRT=(m/M)RT∴M

=(m/V)(RT/P)=r(RT/P)=(0.899×8.314×353)/15.6=169(g?mol-1)已知原子量Xe131,F19,

XeFx

∴131+19x=169

x=2∴這種氟化氙的分子式為：XeF21.2分壓定律1.2.1分壓定律組分氣體：理想氣體混合物中，每一種氣體叫做組分氣體分壓：組分氣體B在相同溫度下占有與混合氣體相同體積時(shí)所具有的壓力，叫做該組分的分壓。用pB表示。、……∵∴分壓定律：混合理想氣體的總壓力等于各組分的分壓之和。分壓的求解：∵∴1.3分體積定律分體積：混合氣體中某一組分氣體B單獨(dú)存在并具有與混合氣體相同的溫度和壓力時(shí)所占有的體積，叫該組分的分體積VB。分體積定律：混合理想氣體的總體積等于各組分的分體積之和。用與分壓定律類似的方法可以推導(dǎo)出分體積定律（請(qǐng)同學(xué)們自己推出）：B的體積分?jǐn)?shù)例

在58℃將某氣體通過(guò)一盛水容器，在100kPa下收集該氣體1.00dm3。問(wèn)：1.溫度不變，將壓力降為50.0kPa

時(shí)，氣體的體積是多少？2.溫度不變，將壓力增加到200kPa

時(shí)，氣體的體積是多少？3.壓力不變，將溫度升高到100℃

時(shí)，氣體的體積是多少？4.壓力不變，將溫度降至10℃

時(shí)，氣體的體積是多少？解題思路：1.該氣體與水蒸氣的混合氣體的總體積,n總不變，P1V1=P2V22.壓力增加會(huì)引起水蒸氣的凝聚，但該氣體的物質(zhì)的量沒(méi)有變可以用該氣體的分壓來(lái)計(jì)算總體積：P氣1V1=n氣RT=P氣2V23.n總不變，

V1/T1=V2/T2=常數(shù)溫度降低也會(huì)引起水蒸氣的凝聚，但該氣體的物質(zhì)的量沒(méi)有變化，可以用該氣體的分壓來(lái)計(jì)算總體積：

P氣1V1/T1=n氣R=P氣2V2/T2解：1.P1V1=P2V2

100×1.00=50.0V2

V2=

2.00(dm3)2.58℃時(shí)，P水

=18.1kPa,P氣體

=(100-18.1)kPaV2=(P氣1×V1)/P氣2

=((100-18.1)×1.00)/(200-18.1)=0.450(dm3)3.V1/T1=V2/T2

1.00/(273+58)=V2/(273+100)V2=

1.13(dm3)4.P1V1/T1=P2V2/T2

10℃時(shí)P水=1.23kPa,P氣體=(100-1.23)kPa

(100-1.23)V2/(273+10)=((100-18.1)×1.00)/(273+58)V2=

0.709(dm3)1.4實(shí)際氣體與VanderWaals方程

理想氣體：

PV=nRT

實(shí)際氣體:

Z=(PV)/(nRT)

Z

稱為壓縮系數(shù)Z=1為理想氣體分子間作用力：Z<1（內(nèi)聚力使P減小）分子占有體積：Z>1（V增大）

偏離理想氣體的程度，取決于：

1.溫度：

T增加，趨向于理想氣體

2.壓力：

P減小，趨向于理想氣體

3.氣體的性質(zhì)：

沸點(diǎn)愈高與理想狀態(tài)偏差愈大溫度愈升高，愈接近理想氣體

N2不同氣體的比較（1摩爾,300K)

氣體Z-P圖的討論常壓常溫下，沸點(diǎn)低的氣體，接近理想氣體起初增加壓力時(shí)，對(duì)于分子量較大的分子，分子間作用力增加占主導(dǎo)，使得

Z<1增加較大壓力時(shí)，分子的占有體積占主導(dǎo)，使得

Z>1VanderWaals方程

(P+an2/V2)(V-nb)=nRT其中，a、b

為范德華常數(shù)

a

用于校正壓力，是與分子間作用力有關(guān)的常數(shù)，分子間作用力與氣體濃度的平方成正比

b

約等于氣體凝聚為液體時(shí)的摩爾體積VanDerwaalsa和b,似與分子間作用力及其分子的質(zhì)量有關(guān)。習(xí)題與思考題室溫下，將1.0atm、10dm3

的H2

與1.0atm、20dm3

的N2

在40dm3

容器中混合，求：H2

、N2的分壓、分體積、及摩爾比。在20°C、

99kPa

下，用排水取氣法收集1.5dm3

的O2,問(wèn)：需多少克KClO3

分解？

2KClO3=2KCl+3O2(查水（20°C）的蒸氣壓為2.34kPa)第一章小結(jié)一、理想氣體狀態(tài)方程1理想氣體的概念2PV=nRT

的運(yùn)用、R的取值

3密度和摩爾質(zhì)量的計(jì)算

PV=(m/M)RT，r=